Сложность механизмов, новых объектов и материалов с каждым годом повышается. Если еще в 80-е годы автовладельцы могли самостоятельно собрать и разобрать автомобиль, то сейчас найти поломку зачастую нельзя даже в сервис-центре. Требования к инженерам и конструкторам постоянно растут, а ошибки поджидают на каждом этапе работы.
Современные технологии дают возможность переносить большинство инженерных процессов в виртуальную реальность. Это позволяет смоделировать различные условия, в которых механизму придется работать.
В виртуальности можно за секунды проводить тысячи тестовых испытаний и изменять материалы, из которых состоят те или иные детали конструкции. Можно даже работать с теми материалами, которых пока нет в реальной жизни.
Такие инновации дали возможность превращать обычные фабрики и заводы в «фабрики будущего», где продукция будет производиться во много раз лучше, дешевле и быстрее, чем это делается сегодня на традиционных производствах.
В развитии таких фабрик заинтересованы уже на государственном уровне: недавно правительством была утверждена дорожная карта «Технет», и, согласно этому плану, к 2035 году в стране должны быть созданы как минимум 40 «фабрик будущего». Кроме того, появятся новые решения, которые позволят сделать отечественные компании более конкурентоспособными в высокотехнологичных отраслях промышленности. Это даст возможность российским предприятиям выйти на глобальные рынки.
Цифровой двойник — информационная сущность, которая находится в виртуальном пространстве параллельно с живым объектом. Такие двойники «строят» параллельно с возведением самих объектов, поэтому в процессе проектирования, испытаний и тестовой эксплуатации эта система наполняется и изменяется.
«Цифровой двойник», например атомной электростанции, включает в себя не просто 3D-модель здания, а всю информацию о блоках, из которых она построена, приборах и их производителях вплоть до последнего винтика. Экосистема содержит многочисленные документы, например регламентную и сертификационную документацию и договоры с поставщиками всех комплектующих. Это удобно, ведь комплексное хранение всех данных помогает оперативно управлять состоянием предприятия, будь то атомная станция или завод по переработке нефти, находящийся за тысячи километров.
Платформа 3DEXPERIENCE позволяет в реальном времени анализировать то, что происходит с конструкцией и производством, и предугадывать, как они будут вести себя в будущем.
С помощью цифровых макетов, созданных в CATIA и DELMIA, можно увидеть всю картину производства или строительства. Это повышает вероятность успеха создания работоспособного объекта и уменьшает число ошибок. Экосистема позволяет решать проблемы как на этапе расчетов и моделировании объектов и систем, так и при их строительстве и эксплуатации.
Узнать большеРешения Dassault Systèmes для проектирования систем дают разработчикам и инженерам платформу, работа в которой сокращает сроки создания. Комплекс использует единый подход к проектированию, который уменьшает объем затрат на разработку.
Платформа находит свое применение в различных отраслях. В частности, среда Cabletray 3D предназначена для разработки трехмерных электрических кабельных сетей, а библиотека Systems Cooling Library необходима при разработке систем охлаждения.
Узнать большеПонятие «системного инжиниринга» появилось всего 10–15 лет назад. Этот подход возник как ответ на усложнение современных технических устройств. В системном инжиниринге физический образ объекта связывается с множеством данных о системах, которые в него входят, и о том, как эти системы взаимодействуют друг с другом.
Например, мы проектируем новую подводную лодку. На простой модели мы можем увидеть, как ее детали связаны между собой, однако, как лодка будет вести себя в боевых условиях, понять невозможно, ведь она состоит из совокупности целого ряда систем: одна из них отвечает за жизнеобеспечение, другая — за запуск торпед, третья — за подводную навигацию и так далее. Эти системы должны работать взаимосвязано, они, так или иначе, влияют одна на другую, хотя каждая из них разрабатывается отдельным конструкторским бюро.
Раньше конструкция подводных лодок или других сложных изделий была проще, поэтому один главный инженер мог охватить всю их структуру. Теперь же объекты настолько сложны, что один человек просто не в состоянии переварить всю информацию, учесть все условия, в которых будет находиться конструкция.
Согласно концепции «Технет», решать новые мультидисциплинарные задачи, с которыми столкнулось современное производство, в будущем предстоит людям новых специальностей, например системным инженерам, обладающим знаниями на стыке сразу нескольких высокотехнологичных областей.
Виртуальные испытания нужны прежде всего, чтобы уменьшить общее количество «реальных» тестов при создании объектов или механизмов. С помощью виртуальных испытаний высвобождаются денежные и временные ресурсы, которые можно потратить на конструирование новых изделий.
Хороший пример можно найти в автомобилестроении. Перед тем как запустить новую модель в производство, необходимо проверить ее безопасность. Для этого нужны тысячи краш-тестов, в том числе отдельных элементов — как крупных вроде кузова, так и небольших. Каждое такое испытание требует уничтожить десятки образцов, отнимает массу времени, поэтому базовое тестирование можно проводить в виртуальной среде. Для этого достаточно смоделировать те или иные усилия, которые влияют на деталь в момент аварии, а компьютер сам посчитает возможные последствия.
Таких виртуальных испытаний можно проводить тысячи, даже десятки тысяч. Основная их цель — не делать нерабочие прототипы, а реальные тесты проводить только на последних двух-трех удачных объектах.
Комплекс Simpoe-Mold помогает снизить потребности в дорогостоящих и трудоемких физических испытаниях. Решение дает инженерам возможность прогнозировать и предотвращать появление дефектов на ранних этапах проектирования, что исключает переделку брака и в целом повышает качество деталей.
Кроме того, с помощью продуктов от SIMULIA возможно оценивать усталость и износоустойчивость для прогнозирования и анализа жизненного цикла конструкций и материалов, а также учитывать затраты на производство.
Узнать большеCATIA представляет Function Driven Generative Designer — комплексный набор приложений для освоения и создания органических форм для технологии 3D-печати. Такая система позволяет существенно сократить конечную стоимость продукта.
Пользователи комплекса получают доступ к системе сбора всех данных. Программный продукт оказывает помощь конструкторам на этапе моделирования детали, дает возможность с легкостью выполнить проверку перед переходом к производству.
Узнать большеМетод 3D-печати уже хорошо известен на рынке и активно используется в разных сферах. Однако когда речь заходит об использовании деталей, изготовленных таким способом, в реальных механизмах, например в автомобилях, то конструкторам стоит учитывать, что точность таких деталей будет недостаточна. Дело в том, что во время печати детали деформируются относительно изначальной модели, а прочность изделия снижается.
С помощью современных инструментов проектирования, в частности, с помощью виртуальных испытаний, можно не только понять, как должна в теории выглядеть напечатанная деталь, но и просчитать заранее, с какими дефектами она будет изготовлена в реальной жизни.
Для этого конструктору нужно скорректировать изначальную модель, исходя из условий, в которые она попадет в процессе печати. Это очень похоже на виртуальный краш-тест, только материалы в ходе испытания подвержены воздействиям со стороны самого принтера.
Современные технологии дали инженерам инструменты, которые позволяют моделировать не только конструкции, но и молекулы материалов. Так можно совершенствовать, к примеру, автомобильные масла. В них можно добавлять многочисленные присадки, которые будут, например, защищать детали машины от коррозии.
Компании каждый год выпускают на рынок десятки видов масел, но для того чтобы их пустить в производство, надо провести десятки тысяч испытаний с новыми материалами. Для реальных исследований, чтобы смешивать разные компоненты и их испытывать, нужно много времени и ингредиентов.
Это же касается и более сложных материалов, в том числе конструкционных, необходимых для 3D-печати и даже лекарств. Благодаря виртуальному конструированию новых веществ и виртуальным тестам работы даже в фармакологии могут проходить быстро и со значительно меньшими затратами.
Кроме того, система экономит и человеческий ресурс, так как позволяет записывать характеристики получающихся материалов, не останавливая процесс экспериментов, что существенно облегчает работу лаборантов.
Создание новых материалов, в том числе передовых суперсплавов, полимеров и композиционных материалов относятся, согласно дорожной карте «Технет», к «сквозным технологиям» — передовым производственным технологиям будущего.
Вернуться наверхРешения BIOVIA на базе платформы 3DEXPERIENCE позволяют предприятиям интегрировать знания в области биологии и химии для получения новых материалов и улучшения качества существующих.
Пользователям доступно виртуальное моделирование, конвейерная обработка данных, управление производственными лабораториями и качеством работы на предприятиях. BIOVIA предоставляет возможности проектирования и выбора молекул, биопрепаратов и материалов, используя моделирование, симуляции и упреждающий анализ.
Узнать большеОдна из основных проблем современного производства заключается в том, что оно состоит из большого количества очень простых задач. Сотни тысяч, миллионы простых действий. При увеличении сложности предприятия, числа занятых на производстве людей, количества цехов, конвейерных линий, вероятность того, что что-то пойдет не так, увеличивается соответственно. Проблемы даже на одном из участков производства могут привести к серьезным проблемам всего предприятия: снижению эффективности, остановке работы или строительства.
Поэтому, чтобы свести к нулю простой оборудования и рабочей силы, от менеджмента требуется выстроить такую систему планирования и диспетчеризации, при которой наиболее эффективно загружаются все участки производства. Добиться этого можно, если выстроить цифровой двойник производства и воспользоваться современной системой управления предприятием.
Как следует из дорожной карты «Технет» Национальной технологической инициативы, для развития «умного производства» нужно стремиться к тотальной диджитализации, автоматизации и интеллектуализации промышленности. Фактически должно произойти объединение материального и цифрового миров.
Прежде чем приступить к производству или строительству, современные технологи и инженеры должны проделать большой объем работ в виртуальной реальности. Надо заранее учесть и смоделировать различные влияющие факторы: от внесения мелких конструкторских изменений до кардинальных правок в реализации всей программы.
В виртуальной реальности можно заранее смоделировать проблемы на разных участках производства и подготовиться к ним, чтобы в случае ЧП действовать максимально эффективно.
Например, если на автозаводе произошла авария и сломался пресс для штамповки крыш, это может стать причиной полной остановки предприятия. При модели умного производства у руководства будет вся информация о том, сколько времени можно выпускать машины в прежнем объеме за счет запасов. Система сама даст совет, что эффективнее всего сделать: отремонтировать пресс или вывести его из эксплуатации и купить новый.
Производство, основанное на использовании технологии цифрового моделирования и проектирования, позволяет радикально сократить сроки вывода на рынок и повысить сложность изделий: машин, конструкций, агрегатов, приборов, как следует из дорожной карты «Технет» Национальной технологической инициативы.
Решения DELMIA позволяют распланировать рабочие процессы на производстве. На платформе 3DEXPERIENCE можно смоделировать рабочий процесс с учетом влияющих факторов.
В виртуальной среде становится возможным отработать технологию производства изделия еще до создания производственной площадки или линии.
Система позволит отслеживать работу в режиме реального времени, вносить изменения в график, запускать новые линии, изменять рабочие модели или отдельные операции, планировать техобслуживание.
Узнать большеDELMIA позволяет управлять производственными операциями и цепочками поставок. Благодаря системе технологических решений возможно координировать совместную работу сотрудников, добиваться синхронизации бизнес-процессов и поддерживать производственную эффективность в режиме реального времени.
В случае сбоев пользователи мгновенно получают рекомендации по минимизации последствий.
DELMIA помогает таким компаниям, как: Danone, WWL, DB Schenker Rail, TNT, ArcelorMittal, ThyssenKrupp Steel.
Узнать большеСовременное производство нуждается в выстроенном операционном управлении. Согласно дорожной карте «Технет» Национальной технологической инициативы, для современного производства требуются информационные системы управления предприятием (Industrial Control System — ICS, Manufacturing Execution System — MES, Enterprise Resource Planning — ERP, Enterprise Application Software — EAS).
Современные цифровые системы управления позволяют накапливать все необходимые данные о производстве вплоть до мельчайших деталей. Такая система дает возможность координировать работу сотрудников, цехов и оборудования для улучшения совместной работы персонала и конвейерных линий.
Пример такой координации — выстраивание цеховой логистики, ее планирование и модернизация. Скорость работы на современном производстве может постоянно меняться и зачастую зависит от скорости работы конкретного участка и даже от особенностей производства конкретной детали. Необходимо выстроить такую внутрицеховую и межцеховую логистическую схему, которая исключит задержки при обработке деталей и простой оборудования. Надо понимать, куда и как движется каждая деталь при производстве.
Цифровое управление производством повышает эффективность бизнес-процессов, помогает планировать получение прибыли.
Особо важное значение внедрение цифровых технологий имеет в добывающей промышленности, ведь прибыль горнопромышленного предприятия сильно зависит от волатильности глобальной экономики и роста себестоимости производства.
Если предприятие хочет добиться стабильности, ему жизненно необходимо более эффективно организовать процессы добычи, переработки и планирования производства.
Ключевым фактором успеха является правильное использование информации о производстве. «Большие данные», которые генерирует предприятие, должны стать «видимыми» и доступными на разных уровнях управления: от высшего руководства и среднего звена до персонала сменных бригад. Прозрачность, проверяемость и контролируемость данных — ключевое направление развития всех добывающих компаний.
Еще одна проблема, которую позволяют решить современные технологии, — снижение опасности при авариях, ведь обеспечение безопасности сотрудников — основное требование работы любого предприятия. Строительство виртуального двойника шахты и обогатительного завода дает возможность понять, какое оборудование находится в рудниках и на разных участках производства, увидеть, насколько легко в случае ЧП к нему добраться, есть ли доступ к коммуникациям, что и как можно заменить.
Такой цифровой макет позволяет заранее смоделировать аварию на разных участках, чтобы выстроить максимально эффективную стратегию поведения во время возможного происшествия. Это поможет в экстренный момент увидеть всю ситуацию целиком, быстро спасти людей и сделать так, чтобы проблема была решена в кратчайшие сроки.
GEOVIA от компании Dassault Systèmes дает возможность оперативно управлять задачами и менять приоритеты в зависимости от ситуации, доводить до персонала распоряжения, отслеживать, выполняются ли задания, следить за себестоимостью и уровнем производительности предприятия.
Благодаря этому можно увеличить рентабельность на 2–4% и уменьшить расхождение между планом и фактом как минимум на 20%. Одно из горнодобывающих предприятий сумело вдвое нарастить объем добычи и на 44% снизить затраты.
Узнать большеПлатформа 3DEXPERIENCE от компании Dassault Systèmes позволяет выстраивать современную систему управления жизненным циклом объектов.
Платформа ориентирована на повышение прогнозируемости строительных работ, получение долгосрочной прибыли и выгоду для всех участников проектно-строительной деятельности.
3DEXPERIENCE широко используется не только при возведении зданий, но и в аэрокосмической и оборонной промышленности, производстве промышленного оборудования, автомобилестроении и других отраслевых сегментах.
Узнать большеТребования к качеству работы в архитектурно-строительной отрасли постоянно растут. Для того чтобы избежать ошибки и повысить производительность, следует переводить предприятия на технологию информационного моделирования объектов строительства (BIM) и системы управления жизненным циклом объектов строительства (BLM).
В основе этих решений лежит расширенное взаимодействие специалистов при разработке модели. В частности, BIM самого высокого уровня — третьего — подразумевает, что данные об объекте строительства без каких-либо препятствий доступны всем, кто работает над проектом.
Система предполагает выстраивание на этапе сооружения объекта единой цифровой модели. Она включает в себя не только саму модель здания и информацию об участниках стройки, но и данные о поставщиках, оборудовании, регламентных работах.
Доступ к такой модели позволяет вовлечь в единый комплексный рабочий процесс всех проектировщиков, строителей, а также управляющие компании.
Внедрение в отрасли принципов расширенного взаимодействия стало основой для систематического сокращения затрат, повышения экологичности производства и роста эффективности работ.
Вернуться наверхСовременное производство невозможно наладить в рамках одного завода или предприятия. Необходимо постоянно взаимодействовать с многочисленными поставщиками комплектующих. Например в мае BMW серьезно сократила объемы производства в Германии, Китае и ЮАР из-за того, что компания Bosсh не успевала поставить рулевые механизмы для новых машин.
Эффективное партнерство можно наладить виртуально, когда разные предприятия будут сотрудничать в условиях единой цифровой платформы, в рамках общей операционной системы бизнеса. Это позволяет координировать и синхронизировать бизнес-процессы сразу десятков производств.
Одним из преимуществ цифровой платформы предприятия является возможность включения туда не только поставщиков, но и заказчиков. Это позволяет продемонстрировать ту или иную сторону производства потенциальным клиентам.
Администраторы могут разграничить права доступа к разным решениям, которые используются при производстве. Заказчика можно, например, привлечь к разработке дизайна, не выдавая ему информации о «начинке» устройства. Это актуально для компаний, производящих смартфоны и другие гаджеты. С помощью платформы торговые сети получают возможность проводить фокус-группы, чтобы узнать, какие элементы необходимо будущему устройству.
Примером использования такого подхода может послужить компоновка салона в самолете. Обычно их разработка стоит серьезных вложений времени и денег. Однако при работе на единой цифровой платформе можно показать заказчику несколько виртуальных вариантов дизайна.
И лишь когда будут учтены все требования (например, по числу и ширине кресел), начать разработку. К этому моменту уже можно заключать договор о продаже самолета.
3DEXCITE позволяет создавать высококачественные визуализации в режиме реального времени. Система отличается высочайшей производительностью: в ней можно сконструировать тысячи вариантов дизайна буквально за несколько минут.
Использование программного обеспечения поможет еще до начала проектирования договориться с заказчиком о тех или иных дизайнерских макетах. Такой подход существенно сокращает время и экономит деньги на ранних этапах работы над проектом.
Узнать большеРешение от Quintiq поможет спланировать цепь поставок как на одном предприятии, так и на всем производстве в целом. Система позволяет спрогнозировать загрузку технологических линий, уменьшить стоимость и повысить плотность логистических мощностей за счет уменьшения простоя техники.
Выстроенная логистическая цепочка дает возможность улучшить контроль над всем бизнес-процессом и выйти на новый уровень рентабельности.
Программным обеспечением Quintiq уже пользуется ряд крупных нефтяных, горнодобывающих и металлургических компаний по всему миру.
Узнать большеЛюбая крупная компания нуждается в максимально эффективном оперативном управлении звеньями цепочки поставок, такими как транспорт или складское хозяйство.
Например, если речь идет об авиакомпании, ее менеджерам необходимо постоянно знать, в каком состоянии находится парк самолетов, сколько людей и грузов еще можно перевезти, какой самолет можно использовать в случае ЧП.
Компании, которые подключили свои подразделения и поставщиков к единой цифровой платформе, могут использовать подобные технологии и на производстве.
Виртуальное управление цепочками поставок, как следует из «Дорожной карты» ТехНет Национальной технологической инициативы, является одним из решений, необходимых для создания «Фабрик будущего». Оно ведет к сокращению времени производства и снижению простоя мощностей, что в конечном итоге увеличивает прибыль предприятия.
Постоянно возрастающая сложность изделий, с которыми сталкиваются современные инженеры, и сокращение сроков разработки приводят к тому, что информационная поддержка производства становится критически важной.
Для совместной работы инженеров необходим доступ к единым базам и банкам данных, общие технологии, единые принципы и правила. Это возможно лишь при формировании единого информационного пространства и информационных систем управления производством и предприятием.
Создание таких систем названо одним из контрольных результатов, по которым будет определяться успешность выполнения «Дорожной карты» (Технет) Национальной технологической инициативы.
Информационные системы управления предприятием необходимы для создания так называемых «Виртуальных фабрик». Они позволяют разрабатывать и использовать в виде единого объекта виртуальную модель всех организационных, технологических, логистических и прочих процессов. И это — настоящая фабрика будущего.
Аналитика больших данных — один из ключевых драйверов развития технологий. При проектировке и конструировании современных объектов разработчики вынуждены учитывать не только обычную строительную или монтажную документацию, чертежи и показания датчиков, но и стороннюю информацию: 3D-модели отдельных деталей, требования и нормативы, прогноз погодных условий и износа оборудования, данные о поставщиках и контрактах на комплектующие.
Чем сложнее объект, тем больше информации приходится брать в расчет. К примеру, передача полной информации на строительную площадку при возведении атомной станции занимает почти год, при этом количество документов, которые приходится предоставить, измеряется железнодорожными составами. Даже элементарные вопросы хранения и поиска таких данных вызывают катастрофические проблемы. Для их решения существуют современные системы работы с большими данными, благодаря которым скорость обработки информации увеличивается в тысячи раз, и более того, есть возможность получить такую информацию, о которой прежде не могли и мечтать.
Решение EXALEAD позволяет анализировать структурированные и неструктурированные данные из разных источников, искать явные и неявные взаимосвязи между различными источниками данных, выстраивать горизонтальные, вертикальные, иерархические и графические отношения.
Платформа поддерживает анализ ситуативных запросов, дает возможность осуществлять умный поиск по базам данных и визуализировать найденную информацию. Благодаря этому решению пользователи могут создавать новые представления аналитики по своему запросу.
Узнать большеПлатформа 3DEXPERIENCE позволяет объединить работу различных подразделений — от отделов маркетинга и продаж до конструкторских отделов. Платформа помогает моделировать как объекты, так и бизнес-процессы, предоставляет возможности сбора и анализа информации о предприятии.
Решения 3DEXPERIENCE используются в разных сферах: от судостроения и энергетики до оборонной промышленности. Работа в единой платформе и доступ к общей базе данных улучшает качество управления бизнесом и позволяет сократить сроки принятия решений, помогает усовершенствовать логистические и технологические цепочки. Это приводит к сокращению сроков производства, снижению затрат и повышению эффективности рабочих процессов. Система работает как в облаке, так и в локальной сети предприятия.
Узнать большеДля успешной работы современного бизнеса необходима координация между его предприятиями и цехами, взаимодействие с поставщиками, подрядчиками и компаньонами. Поскольку все они могут находиться в разных странах и часовых поясах, скоординировать бизнес-процессы можно с помощью единой интерактивной информационной платформы, которая позволяет осуществлять взаимодействие на всех стадиях жизненного цикла продукции.
Совместная работа дает возможность, к примеру, инженерам-конструкторам нескольких авиакосмических предприятий работать над проектом совместно и одновременно с технологами и экспертами по безопасности. Так еще на ранних этапах выявляются проблемы, связанные с производством или техобслуживанием проектируемой конструкции, когда затраты на внесение изменений сравнительно невелики.
Единая платформа позволяет аккумулировать и предоставлять пользователям информацию о различных сторонах производства: от загруженности технологических линий и документации к комплектующим до графиков поставок товара покупателям и сводок по маркетинговым кампаниям.
Важно, что подобные системы совершенствуются и актуализируются непосредственно в процессе работы. Хотя все пользователи работают на разных ее участках и не имеют доступа к соседним областям, синхронно они создают общий цифровой двойник бизнеса.